第七章萜类化合物

第七章萜类化合物第1页，课件共83页，创作于2023年2月本章内容一、萜类化合物的含义二、结构分类三、理化性质四、提取分离五、波谱法在结构鉴定中的应用第2页，课件共83页，创作于2023年2月一、萜类化合物的含义1970年统计已确定结构者约4000种1982年统计超过一万种。萜类化合物是天然物质中最多的一类化合物。如：挥发油、树脂、橡胶以及胡萝卜素等萜类成分中，有些具有生理活性，如：龙脑、山道年和川楝素（驱蛔）、穿心莲内酯（抗菌)、人参皂苷以及甘草酸等第3页，课件共83页，创作于2023年2月一、萜类化合物的含义mentholsantoninmyrceneprotopanaxadiol第4页，课件共83页，创作于2023年2月一、萜类化合物的含义上述这些化合物，进行氧化加热后都产生异戊二烯，即：C5H8定义：凡由异戊二烯聚合衍生的化合物，其分子式符合(C5H8)n通式的。第5页，课件共83页，创作于2023年2月一、萜类化合物的含义1.实验异戊二烯规则（empiricalisoprenerule）凡是以异戊二烯或异戊烷为基本单位，以头尾相接的方式而结合的化合物，通式为(C5H8)n。

结构中异戊二烯的结合方式有头-头、尾-尾相接，甚至无法用异戊二烯的基本单元来划分,这又如何解释呢？Ruzicka提出了所有萜类的前体物是“活性的异戊二烯”的假设。

2.生源异戊二烯规则（biogeneticisoprenerule）第6页，课件共83页，创作于2023年2月第7页，课件共83页，创作于2023年2月一、萜类化合物的含义2.生源异戊二烯规则（biogeneticisoprenerule）凡是由甲戊二羟酸途径合成的化合物都称萜类，通式为(C5H8)n。在实际工作中，还是以实验异戊二烯规则为主。第8页，课件共83页，创作于2023年2月本章内容一、萜类化合物的含义二、结构分类三、理化性质四、提取分离五、波谱法在结构鉴定中的应用第9页，课件共83页，创作于2023年2月倍半萜153挥发油单萜102挥发油半萜 5n=1植物叶二、萜类的结构分类萜类化合物的分类及分布二萜204树脂、苦味质、植物醇二倍半萜255海绵、植物病菌三萜306皂苷、树脂、植物乳汁四萜408植物胡萝卜素多聚萜~7.5×103至~3×105(C5H8)n橡胶、硬橡胶分类碳数(C5H8)n存在第10页，课件共83页，创作于2023年2月二、萜类的结构分类（一）单萜（monoterpenoids)1.链状单萜较重要的化合物是一些含氧衍生物，如：萜醇、萜醛类。第11页，课件共83页，创作于2023年2月第12页，课件共83页，创作于2023年2月第13页，课件共83页，创作于2023年2月香叶醇geraniol橙花醇nerol具有似玫瑰的香气。mp=229~230无水CaCl2结晶性分子复合物H2O分解纯品蒸馏不能形成结晶性分子复合物无水CaCl2(从挥发油中分离出来)二苯胺基甲酰氯二苯胺基甲酸酯（结晶）加碱皂化蒸馏纯品具有似玫瑰的香气。mp=255~260(与共存的香叶醇分离)顺反异构体第14页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类(一)单萜（monoterpenoids)2.环状单萜是由焦磷酸香叶酯（GPP）的双键异构化生成焦磷酸橙花酯（nerylpyrophosphate,NPP），NPP再经双键转位脱去焦磷酸基，生成具薄荷烷骨架的阳碳离子后，进一步而成薄荷烷衍生物。第15页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类(一)单萜（monoterpenoids)第16页，课件共83页，创作于2023年2月重要的环状单萜化合物：第17页，课件共83页，创作于2023年2月重要的环状单萜化合物：第18页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类(一)单萜（monoterpenoids)3.卓酚酮类（troponoides）是一类变形的单萜，其碳架不符合异戊二烯定则。第19页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类(一)单萜（monoterpenoids)卓酚酮类的特点：1.具有芳香化合物的性质，显酸性，酸性介于酚类和羧酸之间，即酚<卓酚酮<羧酸。

2.分子中的酚羟基易于甲基化，但不易酰化。（反应物酸性强，则质子易解离，所以甲基化较易。-OH易与>C=O形成分子内氢键，所以不易酰化。）第20页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类(一)单萜（monoterpenoids)3.分子中的羰基类似于羧酸中羧基的性质，但不能和一般羰基试剂反应。4.能与多种金属离子形成络合物结晶体，并显示不同颜色，可用于鉴别。如：铜络合物→为绿色结晶，铁络合物→为赤红色结晶。第21页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）属双环单萜。蚁臭二醛（iridoidial）的缩醛衍生物。含环戊烷结构单元，具环状单萜的特点。是从臭蚁的防卫性分泌物中分离出来的物质，其生物合成途径不同于单萜，不是经由脱去GPP分子中焦磷酸基而直接产生闭环反应这一生源途径。生物合成途径如下：第22页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）环烯醚萜第23页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）第24页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）第25页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）第26页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）第27页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）物理性质

1.大多为白色结晶体或粉末；味苦，多具有旋光性。

2.溶解性：苷类易溶于H2O、MeOH；可溶于EtOH、n-BuOH等溶剂。难溶于——CHCl3、Et2O、C6H6等第28页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）化学性质1.半缩醛-OH：使苷元不稳定，易分解，易聚合。故难得到结晶苷元。2.呈色反应：第29页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）

中药玄参、地黄等制过后变黑，就是由于这类成分起的作用。即第30页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）化学性质3.双键性质：如：车叶草苷四乙酸酯第31页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（二）环烯醚萜（iridoids）化学性质4.波谱特征：第32页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）

由3个异戊二烯单位构成，含15个碳原子。

分布在植物和微生物界，多以挥发油的形式存在。是挥发油高沸程部分的主要组成成分。数目和结构骨架类型——萜类中最多的一类成分。迄今结构骨架超过200余种，化合物数千种。分类：无环倍半萜、环状倍半萜、薁类衍生物第33页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）1.无环倍半萜第34页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）2.环状倍半萜第35页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）2.环状倍半萜第36页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）3.薁类衍生物（azulenoids）由五元环与七元环骈合而成的芳环骨架如：愈创木薁（s-guaiazulene）第37页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）3.薁类衍生物（azulenoids）薁类是一种非苯核芳烃化合物沸点——250~300℃溶有机溶剂——甲醇、乙醇、乙醚、石油醚不溶水可溶于强酸（加水稀释又可析出）（可用60~65%硫酸或磷酸提取）第38页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（三）倍半萜（sesquiterpenoids）3.薁类衍生物（azulenoids）

挥发油分馏时，高沸点馏分可见到美丽的蓝色、紫色或绿色的现象——示有薁类存在预试挥发油中薁类成分：①Sabety反应：挥发油/CHCl3+5%溴/CHCl3→蓝紫色或绿色②Ehrlich试剂：（对-二甲胺基苯甲醛浓硫酸）挥发油+试剂→紫色或红色第39页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（四）二萜（diterpenoids）由4个异戊二烯单位构成，含20个碳原子。分两类：1.链状二萜2.环状二萜1.链状二萜第40页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（四）二萜（diterpenoids）2.环状二萜存在于植物中环状二萜类，较重要的有：属双环二萜类化合物具有抗炎作用但水溶性不好，为增强穿心莲内酯水溶性，将其制备成衍生物：第41页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（四）二萜（diterpenoids）2.环状二萜第42页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（四）二萜（diterpenoids）2.环状二萜银杏内酯——属双环二萜类。作为拮抗血小板活化因子，用于治疗因血小板活化因子引起的种种休克状障碍第43页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（四）二萜（diterpenoids）2.环状二萜雷公藤根中二萜类成分属三环二萜类。具抗癌活性第44页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（四）二萜（diterpenoids）2.环状二萜紫杉醇（taxol）：又称红豆杉醇(属三环二萜类)1992年底美国FDA批准上市，临床用于治疗卵巢癌、乳腺癌和肺癌疗效较好第45页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（四）二萜（diterpenoids）2.环状二萜

解决紫杉醇（taxol）的资源问题（含量低）：半合成：

为紫杉醇的前体物，是半合成品的母体。在红豆杉的针叶和小枝中含0.1%。第46页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（四）二萜（diterpenoids）2.环状二萜

甜菊苷（stevioside）：存在于甜菊叶中。总甜菊苷含量约6%，甜度约为蔗糖的300倍。第47页，课件共83页，创作于2023年2月二、结构分类（五）二倍半萜（sesterterpenoids）

该类化合物数量少，约有6种类型30余种化合物。第48页，课件共83页，创作于2023年2月本章内容一、萜类化合物的含义二、结构分类三、理化性质四、提取分离五、波谱法在结构鉴定中的应用第49页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（一）物理性质1.性状（1）形态：单萜、倍半萜——多具有特殊香气的油状液体；常温可挥发或低熔点的固体。沸点——

单萜<倍半萜（分子量、双键的增加——挥发性降低，熔点和沸点增高——用分馏法进行分离。）第50页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（一）物理性质1.性状（1）形态：

二萜和二倍半萜——多为结晶性固体。（2）味：多具苦味（萜类又称苦味素）（3）旋光和折光性多具有不对称碳原子，且多有异构体。第51页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（一）物理性质

2.溶解度

萜类亲脂性强——易溶醇及脂溶性有机溶剂难溶水具内酯结构的萜类——溶于碱水，酸化析出

（用于分离纯化）

萜类对高热、光和酸碱较为敏感，或氧化，或重排，引起结构改变。第52页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质

1.加成反应2.氧化反应3.脱氢反应4.分子重排1.加成反应（1）双键加成反应（卤化氢、溴、亚硝酰氯、DA反应）

加成产物通常具有结晶性：

——识别双键的存在及不饱和度

——分离纯化第53页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质①与卤化氢反应

萜类化合物中的双键能与氢卤酸类，生成结晶性加成产物。例如：柠檬烯与氯化氢加成反应。第54页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质②与溴反应

萜类的双键在冰醋酸或乙醚与乙醇的混合溶液中，在冰冷却下，滤取析出的结晶性加成物。第55页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质③与亚硝酰氯反应

大多不饱和的萜类成分可与亚硝酰氯（Tilden试剂）发生加成反应，生成亚硝基氯化物。第56页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质④DA反应（Diels-Alder）

有共轭双键的萜类成分能与顺丁烯二酸酐产生Diels-Alder加成反应，生成结晶形加成产物。第57页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质（2）羰基——加成反应（与亚硫酸氢钠、硝基苯肼、吉拉德试剂加成）

①与亚硫酸氢钠加成含羰基的萜类可与亚硫酸氢钠发生加成反应，生成结晶加成物，复加酸或加碱使其分解，生成原来的反应产物。如：从香茅油中分取柠檬醛第58页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质*

反应时间过长或温度过高，使双键发生加成，并形成不可逆的双键加成物。第59页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质②与硝基苯肼加成

含羰基的萜类可与对硝基苯肼或2，4-二硝基苯肼在磷酸中发生加成反应，生成对硝基苯肼或2，4-二硝基苯肼的加成物。第60页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质③与吉拉德试剂加成

吉拉德（Girard）试剂是一类带有季铵基团的酰肼，常用的有GirardT和GirardP，结构如下：第61页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质③与吉拉德试剂加成第62页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质

1.加成反应

2.氧化反应3.脱氢反应4.分子重排2.氧化反应用途——测定分子中双键的位置；萜类醛酮的合成。常用的氧化剂有：臭氧、铬酐（三氧化铬）、四醋酸铅、高锰酸钾、二氧化硒等。例：第63页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质臭氧的氧化反应：第64页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质铬酐的氧化反应——薄荷醇氧化成薄荷酮第65页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质再如：二氧化硒——具有特殊的氧化性能，专一氧化位置见以下反应。第66页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质

1.加成反应

2.氧化反应

3.脱氢反应

4.分子重排3.脱氢反应脱氢反应通常在惰性气体的保护下，用铂黑或钯做催化剂，将萜类成分与硫或硒共热（200~300℃）而实现脱氢。第67页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质第68页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质第69页，课件共83页，创作于2023年2月三、萜类化合物的理化性质（二）化学性质

1.加成反应

2.氧化反应

3.脱氢反应4.分子重排4.分子重排萜类，特别是双环萜在发生加成、消除或亲核性取代反应时，常常发生碳架的改变，产生Wagner-Meerwein重排。目前工业上由α-蒎烯合成樟脑的过程，就是应用Wagner-Meerwein重排再氧化制得。第70页，课件共83页，创作于2023年2月本章内容一、萜类化合物的含义二、结构分类三、理化性质四、提取分离五、波谱法在结构鉴定中的应用第71页，课件共83页，创作于2023年2月四、萜类化合物的提取分离（一）提取单萜、倍半萜多为挥发油的组成成分，它们的提取分离方法将在挥发油中论述。环烯醚萜多以单糖苷的形式存在，亲水性较强。倍半萜内酯类成分——易发生结构的重排。二萜类成分——易聚合而树脂化引起结构变化。

宜选用新鲜药材或迅速晾干的药材，尽可能避免酸、碱的处理。第72页，课件共83页，创作于2023年2月四、萜类化合物的提取分离（一）提取1.溶剂提取法药材回收溶剂MeOH或EtOH提取药渣溶于水石油醚正丁醇乙酸乙酯乙醚用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取脂溶性杂质苷元粗总苷第73页，课件共83页，创作于2023年2月四、萜类化合物的提取分离（一）提取2.碱提酸沉淀法倍半萜内酯类：利用碱可使内酯开环（溶于水），酸化后闭环（析出）。注意：用酸、碱时，可引起构型发生改变。第74页，课件共83页，创作于2023年2月四、萜类化合物的提取分离（一）提取3.吸附法（1）活性炭吸附法苷类活性炭吸附未被吸附的水杂得纯品苷水洗除水杂用稀醇、醇等有机溶剂洗脱回收有机溶剂第75页，课件共83页，创作于2023年2月四、萜类化合物的提取分离（一）提取3.吸附法（2）大孔树脂吸附法苷类得纯品苷通过大孔吸附树脂用水、稀醇、醇依次洗脱第76页，课件共83页，创作于2023年2月四、萜类化合物的提取分离（二）分离1.结晶法2.柱层析法吸附剂：硅胶、氧化铝（中性）等3.利用特殊功能团结构中常含有：内酯、双键、羰基等官能团。可制成衍生物、碱溶酸沉等方法。第77页，课件共83页，创作于2023年2月本章内容一、萜类化合物的含义二、结构分类三、理化性